STM32 F103C8T6学习笔记17：类IIC通信（SMBus协议）—MLX90614红外非接触温度计

今日学习配置MLX90614红外非接触温度计 与 STM32 F103C8T6 单片机的通信

文章提供测试代码讲解、完整工程下载、测试效果图

本文需要用到的大概基础知识：1.3寸OLED配置通信显示、IIC通信、 定时器配置使用

这里就只贴出我的  OLED驱动方面的网址链接了：

其余的在我STM32 F103C8T6专栏里找吧.......

 STM32 F103C8T6学习笔记16：1.3寸OLED的驱动显示日历-CSDN博客

目录

MLX90614相关基础概念：

红外测温优势：

 MLX90614介绍：

MLX90614 存储器：

MLX90614 的 SMBus 协议:

起始信号与停止信号：

宏定义：

发送读取与PEC：

传感器与单片机引脚接线：

MLX90614配置应用设计函数：

类IIC引脚初始化：

定时器实时刷新OLED打印数据与BMP图像的标志：

数据读取与打印处理：

测试效果图与视频：

测试工程下载：

MLX90614相关基础概念：

红外测温优势：

一般来说，测温方式可分为接触式和非接触式

接触式测温只能测量被测物体与测温传 感器达到热平衡后的温度，所以响应时间长，且极易受环境温度的影响；

而红外测温是根据 被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度，不与被测物体接触，具有影响动被测物体温度 分布场，温度分辨率高、响应速度快、测温范围广、不受测温上限的限制、稳定性好等特点， 近年来在家庭自动化、汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。

 MLX90614介绍：

MLX90614系列模块是一组通用的红外测温模块。

在出厂前该模块已进行校验及线 性化，具有非接触、体积小、精度高，成本低等优点。被测目标温度和环境温度能通过单通 道输出，并有两种输出接口，适合于汽车空调、室内暖气、家用电器、手持设备以及医疗设 备应用等。

MLX90614 是一款红外非接触温度计。TO-39 金属封装里同 时集成了红外感应热电堆探测器芯片和信号处理专用集成芯 片。 由于集成了低噪声放大器、17位模数转换器和强大的数字信 号处理单元，使得高精度和高分辨度的温度计得以实现。 温度计具备出厂校准化，有数字PWM和SMBus（系统管理 总线）输出模式。

作为标准，配置为 10 位的 PWM 输出格式用于连续传送温 度范围为-20…120 ˚C 的物体温度，其分辨率为 0.14 ˚C。 POR 默认模式是SMBus 输出格式

MLX90614 存储器：

EEPROM 只有某些存储单元用户能够写入，但是可以读出全部存储单元。

MLX90614 的 EEPROM 有32 个16 位存储单元，

其中存储单元

Tomax,Tomin,Ta 分别是 用户物体温度上下限和环境温度范围，

PWMCTRL是PWM配置寄存器。

RAM   用户不能向RAM写入数据，但是可以读一些存储单元。

MLX90614 的RAM有 32 个17位存储单元，

其中TA,TOBJ1是环境温度和物体温度

在SMBus方式下，可以从这几个存储单元读出环境和被测物体的温度。

MLX90614 的 SMBus 协议:

单片机与MLX90614红外测温模块之间通信的方式是  “类IIC” 通信

意思就是通信方式跟IIC通信方式很像但又不是IIC，它有另外一个名字叫做SMBus。

SMBus (System Management Bus)是1995年由 intel公司提出的一种高效同步串行总线，SMBus只有两根信号线：双向数据线和时钟信号线，容许CPU与各种外围接口器件以串行方式进行通信、交换信息，既可以提高传输速度也可以减小器件的资源占用，另外即使在没有SMBus 接口的单片机上也可利用软件进行模拟。。MLX90614 SMBus时钟的最大频率为100KHz，最小为 10KHz。

起始信号与停止信号：

宏定义：

这里直接贴出所有需要的宏定义供查阅了：

#define ACK         0
#define NACK          1
#define SA     	             0x00 //Slave address ??MLX90614????0x00,????????0x5a
#define RAM_ACCESS    	     0x00 //RAM access command
#define EEPROM_ACCESS   	   0x20 //EEPROM access command
#define RAM_TA               0x06 //环境
#define RAM_TOBJ1    	       0x07 //To1 address in the eeprom 物体
#define RAM_TOBJ2            0x08 //#define SMBUS_PORT               GPIOB
#define SMBUS_SCK                GPIO_Pin_10
#define SMBUS_SDA                GPIO_Pin_11#define RCC_APB2Periph_SMBUS_PORT                RCC_APB2Periph_GPIOB#define SMBUS_SCK_H()            SMBUS_PORT->BSRR = SMBUS_SCK
#define SMBUS_SCK_L()            SMBUS_PORT->BRR  = SMBUS_SCK
#define SMBUS_SDA_H()            SMBUS_PORT->BSRR = SMBUS_SDA
#define SMBUS_SDA_L()            SMBUS_PORT->BRR  = SMBUS_SDA#define SMBUS_SDA_PIN()          SMBUS_PORT->IDR & SMBUS_SDA 


//在SMBus上生成启动条件
void SMBus_StartBit(void)
{SMBUS_SDA_H();                // Set SDA lineSMBus_Delay(1);               // Wait a few microsecondsSMBUS_SCK_H();                // Set SCL lineSMBus_Delay(5);               // Generate bus free time between StopSMBUS_SDA_L();                // Clear SDA lineSMBus_Delay(10);              // Hold time after (Repeated) Start// Condition. After this period, the first clock is generated.//(Thd:sta=4.0us min)SMBUS_SCK_L();            // Clear SCL lineSMBus_Delay(2);            // Wait a few microseconds
}//在SMBus上生成停止条件
void SMBus_StopBit(void)
{SMBUS_SCK_L();                // Clear SCL lineSMBus_Delay(5);               // Wait a few microsecondsSMBUS_SDA_L();                // Clear SDA lineSMBus_Delay(5);               // Wait a few microsecondsSMBUS_SCK_H();                // Set SCL lineSMBus_Delay(10);              // Stop condition setup time(Tsu:sto=4.0us min)SMBUS_SDA_H();                // Set SDA line
}

发送读取与PEC：

//延时
void SMBus_Delay(u16 time)
{u16 i, j;for (i=0; i<4; i++){for (j=0; j<time; j++);}
}//从 RAM/EEPROM 读取数据
u16 SMBus_ReadMemory(u8 slaveAddress, u8 command)
{u16 data;                        // Data storage (DataH:DataL)u8 Pec;                                // PEC byte storageu8 DataL=0;                        // Low data byte storageu8 DataH=0;                        // High data byte storageu8 arr[6];                        // Buffer for the sent bytesu8 PecReg;                        // Calculated PEC byte storageu8 ErrorCounter;        // Defines the number of the attempts for communication with MLX90614ErrorCounter=0x00;                                // Initialising of ErrorCounterslaveAddress <<= 1;        //2-7???????do{
repeat:SMBus_StopBit();                            //If slave send NACK stop comunication--ErrorCounter;                                    //Pre-decrement ErrorCounterif(!ErrorCounter)                             //ErrorCounter=0?{break;                                            //Yes,go out from do-while{}}SMBus_StartBit();                                //Start conditionif(SMBus_SendByte(slaveAddress))//Send SlaveAddress ???Wr=0????????{goto        repeat;                            //Repeat comunication again}if(SMBus_SendByte(command))            //Send command{goto        repeat;                            //Repeat comunication again}SMBus_StartBit();                                        //Repeated Start conditionif(SMBus_SendByte(slaveAddress+1))        //Send SlaveAddress ???Rd=1????????{goto        repeat;                     //Repeat comunication again}DataL = SMBus_ReceiveByte(ACK);        //Read low data,master must send ACKDataH = SMBus_ReceiveByte(ACK); //Read high data,master must send ACKPec = SMBus_ReceiveByte(NACK);        //Read PEC byte, master must send NACKSMBus_StopBit();                                //Stop conditionarr[5] = slaveAddress;                //arr[4] = command;                        //arr[3] = slaveAddress+1;        //Load array arrarr[2] = DataL;                                //arr[1] = DataH;                                //arr[0] = 0;                                        //PecReg=PEC_Calculation(arr);//Calculate CRC}while(PecReg != Pec);                //If received and calculated CRC are equal go out from do-while{}data = (DataH<<8) | DataL;        //data=DataH:DataLreturn data;
}u8 SMBus_SendByte(u8 Tx_buffer)
{u8        Bit_counter;u8        Ack_bit;u8        bit_out;for(Bit_counter=8; Bit_counter; Bit_counter--){if (Tx_buffer&0x80){bit_out=1;   // If the current bit of Tx_buffer is 1 set bit_out}else{bit_out=0;  // else clear bit_out}SMBus_SendBit(bit_out);                // Send the current bit on SDATx_buffer<<=1;                                // Get next bit for checking}Ack_bit=SMBus_ReceiveBit();                // Get acknowledgment bitreturn        Ack_bit;
}void SMBus_SendBit(u8 bit_out)
{if(bit_out==0){SMBUS_SDA_L();}else{SMBUS_SDA_H();}SMBus_Delay(2);                                        // Tsu:dat = 250ns minimumSMBUS_SCK_H();                                        // Set SCL lineSMBus_Delay(10);                            // High Level of Clock PulseSMBUS_SCK_L();                                        // Clear SCL lineSMBus_Delay(10);                            // Low Level of Clock Pulse
//        SMBUS_SDA_H();                                    // Master release SDA line ,return;
}u8 SMBus_ReceiveBit(void)
{u8 Ack_bit;SMBUS_SDA_H();          //?????????,????SMBUS_SCK_H();                        // Set SCL lineSMBus_Delay(2);                        // High Level of Clock Pulseif (SMBUS_SDA_PIN()){Ack_bit=1;}else{Ack_bit=0;}SMBUS_SCK_L();                        // Clear SCL lineSMBus_Delay(4);                        // Low Level of Clock Pulsereturn        Ack_bit;
}u8 SMBus_ReceiveByte(u8 ack_nack)
{u8         RX_buffer;u8        Bit_Counter;for(Bit_Counter=8; Bit_Counter; Bit_Counter--){if(SMBus_ReceiveBit())                        // Get a bit from the SDA line{RX_buffer <<= 1;                        // If the bit is HIGH save 1  in RX_bufferRX_buffer |=0x01;}else{RX_buffer <<= 1;                        // If the bit is LOW save 0 in RX_bufferRX_buffer &=0xfe;}}SMBus_SendBit(ack_nack);                        // Sends acknowledgment bitreturn RX_buffer;
}//计算接收字节的PEC
u8 PEC_Calculation(u8 pec[])
{u8         crc[6];u8        BitPosition=47;u8        shift;u8        i;u8        j;u8        temp;do{/*Load pattern value 0x000000000107*/crc[5]=0;crc[4]=0;crc[3]=0;crc[2]=0;crc[1]=0x01;crc[0]=0x07;/*Set maximum bit position at 47 ( six bytes byte5...byte0,MSbit=47)*/BitPosition=47;/*Set shift position at 0*/shift=0;/*Find first "1" in the transmited message beginning from the MSByte byte5*/i=5;j=0;while((pec[i]&(0x80>>j))==0 && i>0){BitPosition--;if(j<7){j++;}else{j=0x00;i--;}}/*End of while *//*Get shift value for pattern value*/shift=BitPosition-8;/*Shift pattern value */while(shift){for(i=5; i<0xFF; i--){if((crc[i-1]&0x80) && (i>0)){temp=1;}else{temp=0;}crc[i]<<=1;crc[i]+=temp;}/*End of for*/shift--;}/*End of while*//*Exclusive OR between pec and crc*/for(i=0; i<=5; i++){pec[i] ^=crc[i];}/*End of for*/}while(BitPosition>8); /*End of do-while*/return pec[0];
}

传感器与单片机引脚接线：

MLX90614配置应用设计函数：

类IIC引脚初始化：

//MLX90614 SMBus通信 初始化
void SMBus_Init(void)
{GPIO_InitTypeDef    GPIO_InitStructure;/* Enable SMBUS_PORT clocks */RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SMBUS_PORT, ENABLE);/*??SMBUS_SCK?SMBUS_SDA????????*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SMBUS_SCK | SMBUS_SDA;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(SMBUS_PORT, &GPIO_InitStructure);SMBUS_SCK_H();SMBUS_SDA_H();
}

定时器实时刷新OLED打印数据与BMP图像的标志：


//刷新时间标志uint16_t TDisplay_cnt,TDisplay;
//刷新BMP图像
uint16_t BMP_cnt,BMP_FLAG,BMPDisplay;	
//定时器2中断服务函数
void TIM2_IRQHandler(void)
{if (TIM_GetITStatus(TIM2, TIM_IT_Update) == SET){		if(++TDisplay_cnt==15)  //定时器刷新温度{TDisplay_cnt=0;TDisplay=1;}if(++BMP_cnt==9)		        //定时器   刷新太空人图片{BMP_cnt=0;BMP_FLAG++;BMPDisplay=1;if(BMP_FLAG==29){BMP_FLAG=1;}}TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_Update);//清出中断寄存器标志位，用于退出中断}
}

数据读取与打印处理：

//OLED打印读取到的温度值
void Print_temperature(void)
{if(TDisplay==1){char  buf[20];                //用于暂存oled数据float temp;                   //读取温度//		huanjing=temp*100;             //浮点数扩大100倍存入整数，方便显示
//		wuti=temp*100;                 //浮点数扩大100倍存入整数，方便显示	temp=SMBus_ReadTemp(RAM_TA);    //读取环境温度OLED_ShowCHinese(65+16*0,0,2);  //打印中文“环”OLED_ShowCHinese(65+16*1,0,3);  //打印中文“境”OLED_ShowCHinese(65+16*2,0,0);  //打印中文“温”OLED_ShowCHinese(65+16*3,0,1);  //打印中文“度”		//打印环境温度的值sprintf(buf,"%.2f C",temp);OLED_ShowString(70,2,(u8 *)buf,16);temp=SMBus_ReadTemp(RAM_TOBJ1);//读取物体温度OLED_ShowCHinese(65+16*0,4,4);  //打印中文“物”OLED_ShowCHinese(65+16*1,4,5);  //打印中文“体”OLED_ShowCHinese(65+16*2,4,0);  //打印中文“温”OLED_ShowCHinese(65+16*3,4,1);  //打印中文“度”			//打印物体温度的值sprintf(buf,"%.2f C",temp);OLED_ShowString(70,6,(u8 *)buf,16);		TDisplay=0;}
}

测试效果图与视频：

测试效果还行，能明显区分不同温度的物体：

类IIC通信—MLX90614红外非接触温度计

测试工程下载：

https://download.csdn.net/download/qq_64257614/89250067

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持续总结中！2024年面试必问 100 道 Java基础面试题（二十八）

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上一篇地址&#xff1a;持续总结中&#xff01;2024年面试必问 100 道 Java基础面试题&#xff08;二十七&#xff09;-CSDN博客 五十五、Object类有哪些常用的方法&#xff1f; Java中的Object类是所有Java类的根类&#xff0c;它位于类继承层次结构的顶端。Object类提供了一…
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「2024年」前端开发常用工具函数总结 TypeScript

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前言 在前端开发中&#xff0c;工具函数是提高代码复用率、保持代码整洁和增加开发效率的关键。使用 TypeScript 编写工具函数不仅可以帮助开发者捕捉到更多的类型错误&#xff0c;还可以提供更清晰的代码注释和更智能的代码补全。下面是一些在 TypeScript 中常用的前端开发工…
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在Django中实现多用户角色和权限管理的方法

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在Django中实现多用户角色和权限管理可以通过以下步骤实现&#xff1a; 定义用户角色模型&#xff1a;首先&#xff0c;定义一个用户角色模型&#xff0c;该模型表示不同的用户角色&#xff0c;例如管理员、普通用户、编辑等。 from django.db import modelsclass Role(model…
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